一、LYTCD-9808局部放電檢測儀安全提示
1、系統的操作、維護應由能勝任的相關專業人員進行。
2、現場電壓高達幾萬伏,試驗人員應嚴格遵守所有安全預防措施。試驗區域應有明顯、清晰的警示牌,現場任何人都應該知道高壓區域。直接從事的測量人員應了解測量回路中所有帶電元件、高壓元件,不直接從事測量的人員應被隔離在試驗區域之外。在試驗過程中及上電后,任何人不得進入高壓區。
3、在試驗以前,操作人員應掌握測試線路、測試方法、測試步驟和測試目的。
4、LYTCD-9808局部放電檢測儀試驗現場要整潔、干凈,不應存放其他無關的物品。在高壓區間的地面上不應有雜亂的金屬小塊(如裸銅線段、螺絲、螺帽和其它小金屬塊等),被試品、升壓變壓器、耦合電容等應與周圍保持適當距離。
5、被試品、升壓變壓器、耦合電容等表面應保持干燥清潔,因為表面的濕氣和污垢會引起表面的局部放電,導致測量異常。
6、高壓導線應盡可能短而粗,以防止電暈,可采用蛇皮管等。試驗回路所圍的面積盡可能小,以降低干擾的引入。電壓等級高的高壓端應加防電暈帽。試驗區各種金屬物體應牢固接地,不能懸浮,檢查并改善試驗區內一切可能放電的部位(如不能有尖、銳角),特別注意各種地線是否良好接地。
7、LYTCD-9808在試驗開始加壓前,試驗人員必須詳細而全面地檢查一遍線路,以免線路接錯。特別應關注接地線、高壓線和強電回路的連線是否牢固連接。
8、試驗異常時,應首先切斷電源,再作進一步處理。
二、LYTCD-9808局部放電測試系統
1、LYTCD-9808系統概述
是按照DL/T846.4-2004 《高電壓測試設備通用技術條件》、GB/T 7354-2003 《局部放電測量》開發的,應用于電力系統設備運行維護的局部放電測試,儀器結構緊湊、攜帶方便,抗干擾能力強。適用于各種電壓等級和容量的變壓器、發電機、互感器、套管、GIS、電容器、CVT、電力電纜、開關等高壓電氣設備的局部放電檢測。
系統主要由主機、輸入阻抗單元、校準脈沖發生器、耦合電容分壓器(外零標輸入)、PC機(分體機)以及連接電纜等組成。
2、LYTCD-9808主機
(1)面板結構
一體機前面板結構圖
一體機后面板結構圖
分體機面板
(2)主機硬件框圖
采用脈沖電流法。硬件框圖如下:
由上圖可知被測信號有兩個:一個是來自輸入耦合單元的放電脈沖信號,另一個是來自試驗電源經分壓后的試驗電壓信號
主機硬件框圖
每個通道的輸入信號獨立的經過前級低通濾除部分低頻信號,再經過衰減或放大處理,然后經過細調增益控制,經過更精密一級的高低通濾波,進一步篩選出放電信號,經過高速寬頻帶12位AD轉換器進行模數轉換,得到的數據經過FPGA存儲在緩存SDRAM中,再由FPGA通過USB(或以太網)上傳給PC機或工控主機系統進行顯示。
試驗電壓信號經過電壓互感器隔離變換成小信號,小信號分兩路:一路經過調理得到試驗電壓的外零標信號,另一路經過有效值轉換和A/D轉換得到試驗電壓數據。該數據由FPGA送給PC機或工控主機系統進行顯示。
3、輸入阻抗單元
LYTCD-9808的放電脈沖檢測阻抗,又稱耦合裝置或輸入單元,包括耦合電容和輸入單元,是測試系統和測試回路的主要組成部分,輸入單元針對特定的試驗回路或試品,為達到佳的靈敏度而專門設計的。本系統配備了十三種獨立的輸入單元,其中第十三種為單元。面板示意如下圖:
系統配備的輸入單元是RLC型檢測阻抗,是一種調諧型阻抗。檢測阻抗的檢測回路及等效電路,如圖所示:
圖b是圖a的等值電路,它是一電感、電容并聯電路,當電路諧振時,在Ct和Lm兩端產生較高的諧振電壓。當測量回路一經確定,測量回路的諧振電容便可求得。而且,測量系統的測量中心頻率f0也是已知的。因此只要恰當選擇測量阻抗電感值Lm。使時,便可達到足夠高的測量靈敏度。
系統備有12個獨立檢測阻抗,足以滿足選擇之要求。
輸入單元序號 | 調諧電容范圍 | 允許電流有效值 | |
不平衡電路 | 平衡電路 | ||
1 | 6-25-100微微法 | 30mA | 0.25 A |
2 | 25-100-400微微法 | 60mA | 0.5A |
3 | 100-400-1500微微法 | 120mA | 1A |
4 | 400-1500-6000微微法 | 0.25A | 2A |
5 | 1500-6000-25000微微法 | 0.5A | 4A |
6 | 0.006-0.025-0.1微法 | 1A | 8A |
7 | 0.025-0.1-0.4微法 | 2A | 15A |
8 | 0.1-0.4-1.5微法 | 4A | 30A |
9 | 0.4-1.5-6.0微法 | 8A | 60A |
10 | 1.5-6.0-25微法 | 15A | 120A |
11 | 6.0-25-60微法 | 25A | 200A |
12 | 25-60-250微法 | 50A | 300A |
7R | 電阻 | 2A | 15A |
只要選取檢測阻抗的調諧電容Ct的中心值等于測量回路的諧振電量Ct,可使測量回路的靈敏度足夠高。一般使Ct值落入Ct的范圍就可以了。
根據試品的容量Cx,耦合電容的大小Ck,選取適合序號的輸入單元。表中調諧電容量系指與輸入單元初級繞組并聯的電容(粗略估算以按試品容量與耦合電容的容量串聯計算)。例如:試品容量為500pF,耦合電容量為1000pF,則所需檢測阻抗為 500×1000/(500+1000)=333.33,查表可取3號單元。
輸入單元應盡量靠近試品,輸入單元經測量電纜與放大器輸入插座相連。
本測試系統采用的是脈沖電流法進行局部放電測量,該方法的基本測試回路通常有三種:并聯測試回路、串聯測試回路和平衡回路(橋式回路)。
注:Cx:代表試品電容。
Zm:代表檢測阻抗。
Ck:代表耦合電容,它的作用是為Cx與Zm之間提供一個低阻抗通道。
Z:代表接在電源和測量回路間的低通濾波器,Z可以讓工頻電壓作用到試品上,但阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻分量通過。
圖a為并聯回路,多用于試品電容Cx較大,試驗電壓下,試品工頻電容電流超出檢測阻抗Zm允許值,或試品有可能被擊穿,或試品無法與地分開的情況。該測量回路應用較多。
圖b為串聯回路,多用于試品電容Cx較小,試驗電壓下,試品工頻電容電流符合檢測阻抗Zm允許值時,耦合電容Ck兼有濾波(抑制外部干擾)和提高測量靈敏度的作用,其效果隨Cx/Ck的增大而提高。Ck也可以用高壓引線的雜散電容Cs來代替。這樣,可使線路更為簡單,從而減少過多的高壓引線和聯結頭,避免電暈干擾,該方法多用于220kV及以上的產品試驗。試品的低壓端必須與地絕緣。
圖c為平衡測試回路,利用電橋平衡原理將外來干擾信號平衡掉,因而這種回路的抗干擾能力較強。但是,由于平衡測試回路,利用電橋的平衡條件和頻率有關,因此有當Cx和Ck的電容量比較接近時,才有可能同時*平衡掉各種外來干擾。平衡測試回路的靈敏度一般低于直接測試回路。
4、校準脈沖發生器(詳見附錄1)
5、耦合電容分壓器
零標輸入單元作為局部放電檢測系統的相位基準,對識別局部放電和干擾有重要作用,本儀器系統內置內零標單元和外零標輸入單元。外零標輸入時,系統的相位可以和外零標輸入嚴格同步,且無頻率間隔要求,故可以和無局放串聯諧振電源相配合,外零標的輸入范圍為:交流10∽380V,30Hz∽300Hz。
在實際試驗中,可以將試驗電源電壓經分壓器降至10∽380V再接入零標單元。如果在屏幕上輸入分壓器的變比,可以直接測量出試驗電源電壓。例如,電容分壓器變比是500:1,則選擇變比為500。
如果試驗電源和儀器電源同相或試驗電源和工頻嚴格同步,可使用儀器內零標。
一般,當沒有外零標輸入信號時,儀器自動選擇內零標作為本系統的相位基準。如果試驗電源和儀器電源相位不同,必須對其相位進行校正后才可測量。
如圖是耦合電容分壓器,既可以當耦合電容使用,又可以當電容分壓器使用;試驗時,分別接到輸入單元和主機的分壓器輸入(即外零標輸入),就可以同時測量試品的局部放電和試驗電壓。
耦合電容分壓器示意圖
三、LYTCD-9808功能特點
測量通道:2/4/6通道測量,獨立的信號調理、AD采樣、處理、顯示,且實現同步采樣。
測量功能:可檢測局部放電幅值、極性、相位、放電起始電壓、熄滅電壓、次數等相關參數。
同步功能:內、外同步任意選擇,且具有零標指示和相位分辨功能。
顯示方式:可選擇橢圓、直線、正弦及二維、三維等界面顯示局部放電信號,可直觀的分析測試過程中信號的頻率、相位、幅度以及試驗電壓之間的相互關系。
局部放大:可對單個或某一段放電信號進行波形分析,確定信號的性質。
開窗功能:可在任意相位開窗(消隱),用于特別顯示(或屏蔽)相位的信號(干擾)。
同步消隱:在配合阻抗單元和耦合電容的情況下,可對來自地網、試驗電源和試驗現場空間的干擾進行同步濾除。
極性鑒別:可通過放電信號的脈沖極性區分,是試品內部,還是外部的放電,有效去除外部干擾。
頻譜分析:基于FFT算法實現的頻譜分析與FIR數字濾波功能。
增益可調:在量程切換跨度內,實現增益連續可調。
保存打印:可保存單次放電的數據,也可記錄一段時間的局部放電圖形及相關參數,保存的數據可回放和重現方便后期分析。對單次放電的數據提供打印功能。
四、LYTCD-9808軟件操作說明
1、軟件安裝與刪除
- 配置要求:
軟件要求安裝系統為Windows XP/2000(暫不支持Win7系統)。推薦配置:Pentium 1.5G(或更高),內存256M以上,必須支持USB2.0。
- 軟件安裝
- 數字式局部檢測系統安裝步驟
*步:雙擊光盤中“數字式局部檢測系統”進入如下界面
第二步:單擊下一步進入用戶信息設置界面如下圖
第三步:單擊下一步進入安裝類型選擇界面,推薦選擇完整安裝。
第四步:單擊下一步進入如下界面,準備安裝程序
第五步:單擊安裝,進入安裝界面
第六步:安裝完成界面提示如下
第七步:單擊完成,完成安裝,軟件可以使用。
驅動程序安裝
*步:將局部放電測試儀主機與PC電腦連機,開啟局部放電測試儀主機電源。出現如下新硬件提示界面
第二步:選擇“否,暫時不”,單擊下一步進入如下界面
第三步:選擇“從列表或位置安裝”項,單擊下一步,進入如下界面
第四步:選擇“在搜索中包括這個位置”,單擊“瀏覽”選擇“數字式局部檢測系統”安裝目錄下的“USB驅動”(如:C:\Program Files\數字式局部檢測系統\USB驅動),單擊下一步進入如下界面
第五步:選擇“Cypress USB Component”,單擊下一步進入完成界面
第六步:單擊“完成”,設備驅動安裝完成,可以正常使用。
2、操作界面
u校準界面
u橢圓、直線和正弦界面
u二維和三維界面
u多通道界面
u局部放大界面
u頻譜分析界面
u打印預覽界面
3、LYTCD-9808菜單和工具欄功能
A. 菜單
- 文件
- 打開:可以打開三種格式的文件分別是*.dat,*.prj和*.opt,這三種格式的文件分別對應單次測量的數據,連續測量的數據和設置參數數據。
注意:測量過程中不提供打開文件功能。
- 保存設置:保存校準中設置的通道、增益、濾波、校準脈沖等參數,保存的文件格式為*.opt。
注意:僅在校準界面下有該菜單項,在其他顯示界面無此功能。
- 另存為:保存當前時刻的單次測量數據,保存的文件格式為*.dat。
- 打印:打印報表功能。
- 打印預覽:提供打印報表預覽、打印機選擇和打印設置功能。
- 退出:提供軟件退出功能。
- 視圖
- 橢圓窗:將顯示界面從其他界面切換到橢圓窗口界面。
- 直線窗:將顯示界面從其他界面切換到直線窗口界面。
- 二維窗:將顯示界面從其他界面切換到二維窗口界面。
- 三維窗:將顯示界面從其他界面切換到三維窗口界面。
- 校準窗:將顯示界面從其他界面切換到校準窗口界面
- 正弦窗:將顯示界面從其他界面切換到正弦窗口界面。
- 多通道顯示:將顯示界面從其他界面切換到多通道顯示界面,雙通道或四通道。
注意:顯示通道數在“設置”子菜單中的“顯示設置”菜單項中設置。
- 標尺1:在單通道顯示時,界面中出現pc量指示標尺;在雙通道顯示時,界面上方通道出現pc量指示標尺。放電量值此時顯示的是標尺選中的位置的放電量值。
- 標尺2:在雙通道顯示時,界面下方通道出現pc量指示標尺。放電量值此時顯示的是用戶標尺選中的位置的放電量值。
- 顯示工具欄、顯示狀態欄、顯示設置欄:用于顯示和隱藏相應選中的工具欄。
設置
局部窗口:進入局部放大界面。
注意:局部開窗功能只在橢圓顯示界面下提供,且只在單通道顯示時提供。
系統設置:提供如下功能:
脈沖閾值:該值是個百分比值,表示閾值占滿刻度值的百分比。該值用于脈沖計數中的判斷依據,大于該值計一次放電,二維顯示中涉及該內容。
- 試驗電源頻率:提供自動和手動選項,當此處選擇為自動,則工具欄中頻率控件只顯示不可設置;當此處選擇為手動,工具欄中頻率控鍵中的值可設置。
- 同步消隱:可選擇消隱通道和閾值,當同步消隱開啟時,實現用選中通道的信號與被消隱通道的信號相減或相加(正向為相減,反向為相加)。
系統校正:提供通道系統校正功能,恢復默認值按扭將選中通道的當前基準值設置為默認值2048。
濾波設置:可選手動,當選為手動時,用戶可以對濾波通道,濾出頻點個數及濾波通道進行設置。
顏色設置:對坐標、背景、波形、網格、開窗和刻度尺的顏色提供設置功能。
顯示設置:設置多通道顯示時的通道數是雙通道或是四通道。
配色方案:對坐標、背景、波形、網格、開窗和刻度尺的顏色提供默認的幾種習慣的配色方案。黑色背景的為默認方案,白色背景的是常用于打印的方案,另紫色、藍色和灰色背景為其它供選擇的方案。
頻譜分析
頻譜圖
功能:顯示測量數據的時域圖和頻域圖,時域圖顯示同橢圓窗。
濾波前
功能:圖形界面上方顯示橢圓窗,下方顯示頻譜展開圖。
濾波后
功能:顯示濾波后的時域圖和濾波后的頻譜展開圖。
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